令人着迷的分子弹簧：研究团队开发出可定量指示塑料中应力的染料

来自 实验室仪器网

一个研究小组成功构建了各种来自所谓机械响应性分子领域的染料分子，并利用它们定量显示分子应力。借助这些分子，组件应力会根据其强度而通过颜色变化变得可见。样品的颜色会随着力的变化而变化。造成这种情况的是来自所谓的机械响应性分子领域的染料分子，它们可以通过颜色变化来显示不断变化的组件应力。

这种染料的概念并不新鲜。然而，以前的机械响应性分子通常只能指示塑料中是否存在应力。然而，多年来，聚合物化学系一直在开发分子扭转弹簧，事实证明这是一种特别合适且有前途的机械响应性分子。染料分子“感受”塑料内部的作用力，并通过改变颜色来指示机械应力。如果塑料上的力减小，染料分子就会恢复到其原始状态。这就是为什么这些染料也被称为“分子弹簧”的原因——它们伸展然后“弹回”到其原始状态。

在聚合物化学系的早期工作中，塑料中的机械应力已经可以连续可见，并且可以从理论中推导出分子力。“这为实时绘制塑料中的应力图提供了巨大的优势。这种新型的损伤分析可能很快就会得到实际应用。

分子扭转弹簧的校准可以实现定量力测量

在发表于《应用化学》杂志的最新研究工作中，这一概念通过力的实验校准得到了进一步发展。这使得不同塑料中力的大小可以通过光学方法测定。从单纯的可视化和理论计算塑料中的力到通过实验直接测定力，这是一个巨大的进步，科研人员说道。这是通过使用不同功能的机械响应性分子来实现的，它们在某些机械应力下的行为可以相互比较。通过这种方式，可以测定分子力。到目前为止，拉力一直是研究的主要重点。例如，外部压缩力在多大程度上也可以可靠且定量地测定，这仍有待研究。

更好的机械性能、塑料老化和损伤分析

这些结果为更好地从根本上理解聚合物材料中的力奠定了广泛的基础。进一步实验中，将研究各种塑料中的微观力分布，并将使用3D打印组件。“到目前为止，只能从理论上对时间和空间分辨的力分布进行可视化建模。扭力弹簧的使用为微观洞察提供了独特的机会，这可能会彻底改变老化和损伤分析。

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